(57)【要約】【課題】紙づまり検出可能なプリンタを提供する。【解決手段】搬送路の一部に設けられたカッターが記録紙を切断する際に駆動系にかかる反力を、カッターを駆動するモータの電流の変動を検出することにより記録紙がカッターにあるかないか判定し、記録紙がカッターにないと判定した場合に、記録紙がカッターまでの搬送路まで到達できなかったと判断して、紙づまりと判定することを特徴とする構成とした。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドと該印字ヘッドの駆動を制御する印字ヘッド通電制御部とからなり記録紙に印字を行う印字部と、固定刃と可動刃とからなるカッターと該可動刃を駆動するカッターモータと該カッターモータの駆動を制御するカッターモータ制御部とからなり印字された前記記録紙を所望の長さに切断する記録紙切断部と、前記記録紙を搬送するモータと該モータの駆動を制御する紙送りモータ制御部とからなり前記記録紙の紙送りを行う記録紙搬送部と、前記カッターモータに流れる電流値を検出することにより前記カッター近傍にて紙づまりを生じていないかを検出する紙づまり検出部と、前記印字ヘッド通電制御部と前記カッターモータ制御部と前記紙送りモータ制御部とを相互に制御するＣＰＵと、からなることを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
前記紙づまり検出部は、前記記録紙の切断時に前記カッターモータに流れる電流値を検出する電流検出部と該電流検出部において検出した値に基づいて前記記録紙を切断したか否かを判断する紙無し判定部とを備え、前記紙送りモータ制御部の駆動制御により前記カッターまで前記記録紙を搬送しているにもかかわらず、前記紙無し判定部により前記記録紙を切断していないと判定された場合には、前記記録紙がカッターに到達していないと判断して紙づまりと判断することを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記紙無し判定部は、前記電流検出部において検出したアナログ電流値をアナログ／デジタル変換を行ってデジタル値に変換して演算を行い、該演算により求められた値に基づいて前記記録紙を切断したか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記ＣＰＵは、前記紙づまり検出部からの判断結果に基づいて、印字を停止するように前記印字ヘッド通電制御部と前記カッターモータ制御部と前記紙送りモータ制御部とを制御するとともに、設けられた表示部に紙づまりの旨を表示するように表示制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
飲食店等の伝票印字を行なうプリンタに関し、特に伝票の紙づまりを検出する検出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、紙づまりを検出する手段として、図３に示すような記録紙が出口付近まで到達していることを検出する手段や、また図４に示すような搬送路の途中の記録紙の振る舞いをセンサで検出する手段が使用されている。
【０００３】
前者の場合は、記録紙の出口付近に記録紙を検出する反射型もしくは透過型の光センサ３ａおよび３ｂを配置して、紙送りの際にプリンタ内部で記録紙がつまった場合に出口付近のセンサに記録紙が到達していなければ、紙づまりと判定するものである。
【０００４】
一方、後者の場合は、ペーパーガイド４ｂの挙動をセンサ４ｃで検出して、記録紙が到達していることを検出するものであり、図４で示すように搬送路の途中にペーパーガイドを設けておき、紙づまりが発生した場合に記録紙が搬送路内でジャバラ状に折りたたまれるのでその反力によりペーパーガイド４ｂが浮き上がる。その量をセンサ４ｃで検出し、紙づまりを判定するなどしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１９１６７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
出口付近にセンサを置いて記録紙の検出をする方法は、記録紙が出口付近に残ったまま、装置内部で記録紙がつまっている場合にも紙づまりと検出できないケースがある。一方、搬送路の途中の記録紙の振る舞いをセンサで検出する手段は有効であるが、記録紙の挙動をペーパーガイドで検出することは検出するためのペーパーガイドやセンサを搬送路に組み込むスペースが必要であり、装置の小型化に不利になる。また、記録紙の振る舞いによるペーパーガイドへの反力の程度を製造的に管理するのは大変難しく、時に誤動作の要因となり得る。
【０００７】
また、従来のプリンタは、ユーザーが調理、来客へのサービスをしている間に調理伝票を出しつづける。紙づまり検出手段がないオーダリングプリンタが紙づまりが発生してもユーザーは気がつかない場合が多く、そのまま放置されると記録紙が装置内に畳み込まれながら印字が止まらずにいくつかの伝票がオーダリングプリンタ内につまっていく。
【０００８】
多くの場合、そうして印字された伝票は紙送りが不完全な状態で印字されながら記録紙を送ろうとするため、印字がつぶれてしまって伝票として使えないものになる。ユーザーにとっては、紙づまりを起こしたオーダリングプリンタから取り出した伝票は不用意なところで記録紙が切断されたり、印字がつぶれてしまったりしているため、どんな伝票を出そうとしていたのかわからない場合も多い。そのため、紙づまりを対処して、その後、伝票の再発行等を行なっている。あるいは、記録紙が装置深く巻き込んでしまったような場合はユーザーは処置ができずにオーダリングプリンタが使用できなくなる場合も想定できる。
【０００９】
紙づまりの検出手段はこのような問題を防ぐ手段として有効である。しかしながら、従来の検出方法は搬送路に別途、センサやペーパーガイドを置く場合には、装置の小型化や検出精度の追い込みが難しく、誤動作のリスクもあった。記録紙の出口付近にセンサを設ける方法は記録紙が出口に残っている場合には記録紙が搬送され続けていることを判定できなかった。
【００１０】
【議題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のプリンタは、印字ヘッドと該印字ヘッドの駆動を制御する印字ヘッド通電制御部とからなり記録紙に印字を行う印字部と、固定刃と可動刃とからなるカッターと該可動刃を駆動するカッターモータと該カッターモータの駆動を制御するカッターモータ制御部とからなり印字された前記記録紙を所望の長さに切断する記録紙切断部と、前記記録紙を搬送するモータと該モータの駆動を制御する紙送りモータ制御部とからなり前記記録紙の紙送りを行う記録紙搬送部と、前記カッターモータに流れる電流値を検出することにより前記カッター近傍にて紙づまりを生じていないかを検出する紙づまり検出部と、前記印字ヘッド通電制御部と前記カッターモータ制御部と前記紙送りモータ制御部とを相互に制御するＣＰＵと、からなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の紙づまり検出部は、前記記録紙の切断時に前記カッターモータに流れる電流値を検出する電流検出部と該電流検出部において検出した値に基づいて前記記録紙を切断したか否かを判断する紙無し判定部とを備え、前記紙送りモータ制御部の駆動制御により前記カッターまで前記記録紙を搬送しているにもかかわらず、前記紙無し判定部により前記記録紙を切断していないと判定された場合には、前記記録紙がカッターに到達していないと判断して紙づまりと判断することを特徴とするものである。
【００１２】
より具体的には、以下のような構成および動作を特徴としている。即ち、本発明のプリンタは、伝票単位の紙切断を行なっている。一枚の伝票は印字による紙送りと紙切断の繰り返し動作になる。一般的にサーマルプリンタを使用したプリンタの記録紙の搬送路は図２に示すような構成を持ち、記録紙２ａは印字ヘッド１４とプラテンローラ２ｂによって印字されながら搬送され、紙切断を行なうカッター８があり、その後、出口に達する様になっている。
【００１３】
本発明は、図５および図６において搬送路の一部であるカッター８が記録紙を切断する際に駆動系にかかる反力をカッターを駆動するモータ７の電流の振る舞いを電流検出部９によって検出し、紙無し判定部１０により記録紙がカッターにあるかないか判定する。記録紙がカッターにないと判定した場合に、記録紙がカッターまでの搬送路まで到達できなかったと判断して、紙づまりと判定し、ＣＰＵ１は、印字を停止して、表示部にその旨を表示してユーザーに示すものとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係るプリンタは、例えば、店舗等で使用するオーダリング装置の出力装置としてのプリンタもしくは伝票印字を行う小型ＰＯＳ用プリンタ等に適用可能である。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、店舗等で使用するオーダリング装置の出力装置として用いた場合の例を示す図である。図１のオーダリングシステムにおいて、ハンディターミナル１Ａ１は、来客の席の注文を入力する端末である。ハンディターミナルは注文したオーダーデータをステーション１Ｂ１へ無線を使用して転送する。ステーションはＬＡＮ回線、ＨＵＢ１Ｃを介してコントローラ１Ｄへ伝達する。コントローラ１Ｄは注文データの内容により、再び、ＬＡＮ回線、ＨＵＢ１Ｃ、ステーション１Ｂ２を介してプリンタ１Ｅに印字伝票データを送る。プリンタ１Ｅは印字データに基づいて伝票を印字する。以上が、オーダーの注文から伝票出力までのプロセスになる。
【００１６】
本発明は、例えば、発熱抵抗素子を備えたサーマルヘッドを用いてサーマル紙に印字するサーマルプリンタ、及びインクをノズルから噴射して記録用紙に印字するインクジェット式プリンタ等のすべての印字方式のプリンタに適用可能なものであるが、説明が煩雑になることを避けるためにサーマルプリンタを例として以下説明する。
【００１７】
図２は、本発明のプリンタの主要構成部分のみを抽出して示す模式的な構成図である。この図２に基づいて印字と紙切断について説明する。記録紙２ａは印字ヘッド１４、プラテンローラ２ｂに間に図２の右よりはさみこまれる。プラテンローラは反計回りに回転しながら印字ヘッド１４字内容に応じて加熱され記録紙が印刷される。その後、記録紙は搬送方向に送られ、固定刃８ａ、可動刃８ｂの間を通り抜ける。記録紙２ａを切断したい面まで記録紙が送られると紙送りが停止する。紙切断状態Ｓ２１へ移行する。可動刃２ｂが固定刃２ａ方向に垂直に移動して記録紙をはさみこんで切断する。以上がプリンタの一連の印字動作になる。
【００１８】
次に、本プリンタの伝票印字の基本的な動作フローについて図１０を用いて説明する。後述するＣＰＵ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：演算処理部）１は伝票印字の指令を受けると印字状態Ｓ１に入り、ヘッドを加熱しながら、紙送りを行う。伝票の印字内容により、余白の紙を出したい場合はヘッドは加熱されずに紙送りのみ行なわれる。記録紙の切断位置をカッターの刃の位置にあわせるように紙送りが行なわれ、そこで停止し、紙切断状態Ｓ２１へ移行する。
【００１９】
次に、紙切断状態Ｓ２１のカッターの動作について説明する。まず、このカッターの構造を図８にて説明する。ギロチン構造を持った固定刃８ａとモータによる駆動系により移動する可動刃８ｂをもっている。待機時には可動刃８ｂと固定刃８ａは記録紙の搬送を邪魔しないよう十分な開き量をもって停止している。カッターモータ７はその回転力を伝達する歯車８ｃに伝達し、リンク機構８ｄにより可動刃８ｂを上下動させるように動作を変換する。固定刃８ａと可動刃８ｂで記録紙を挟み込むことで記録紙が切断されていき、さらにモータが回り可動刃を十分開いた方向まで引き上げたところでモータが停止する。
【００２０】
次に、本発明の紙切断時の記録紙の有無判定手段について説明する。前述したように、カッター８は図８のような構造を持ち、カッターモータ７の回転を可動刃８ｂを固定刃８ａにカッターの移動方向８ｆに変換するリンク機構８ｄを持っている。カッター８は、プリンタの待機時に可動刃８ｂと固定刃８ａを開いた場所に待機するように待機させる。カッターが紙切断時には徐々に可動刃８ｂが固定刃に近づいていき、記録紙を徐々に切断していく。可動刃８ｂが固定刃８ａのかみ合わせ位置を超えると記録紙の切断が完了する。さらにカッターモータ７を回転させると可動刃８ｂは逆方向に移動を始め、可動刃８ｂと固定刃８ａを最大付近で開いた場所に移動し停止する。
【００２１】
本発明の紙切断時の紙づまり判定を取り入れた動作フローについて図１１を用いて説明する。後述するＣＰＵ１は、伝票印字の指令を受けると印字状態Ｓ１に入り、ヘッドを加熱しながら、紙送りを行う。伝票の印字内容により、余白の紙を出したい場合はヘッドは加熱されずに紙送りのみ行なわれる。記録紙の切断位置をカッターの刃の位置にあわせるように紙送りが行なわれ、そこで停止し、紙切断状態Ｓ２へ移行する。
【００２２】
次に、紙切断状態Ｓ２２の具体的な動作について、本発明の構成図、図５、図６、図７を参照しながら説明する。ＣＰＵ１は、紙切断時にカッターモータ制御部６にカッターモータ７を回転する指令信号６ａ１を送る。カッターモータ７は回転し、カッターの可動刃を固定刃方向に移動する。記録紙を切断後にさらにカッターモータ７が回転すると可動刃は方向を変えては固定刃を引き上げる。カッターモータ７の駆動電流６ｉは電流検出抵抗９Ｓを流れる。電流検出抵抗９Ｓの両端電圧を電流検出回路９により紙無し判定部１０へデータを送る。紙無し判定部１０は電流検出回路９のデータを処理して、記録紙がカッター８によって切断されているか否か判断する。
【００２３】
カッターモータは、電圧駆動方式で一定の定電圧をかけることで駆動する。駆動指令信号６ａ１にカッターモータの回転指令が送られると駆動制御回路６ａは駆動トランジスタのトランジスタ６ｂ１および６ｂ４がｏｎし、カッターモータは回転を始める。
【００２４】
図９は、駆動制御回路６ａの駆動指令信号６ａ１とカッターモータの駆動電流６ｉとの関係を示す波形である。駆動指令信号６ａ１は、カッターモータの回転中は回転指令を出しており、例えば、カッターモータを止めるときは停止指令を出すものとし、回転指示のときにカッターモータは回り、停止指示で止まるものとすると、カッターモータの駆動電流は回転直後にモータの起動時の大きな負荷により、正方向にピーク電流８ａが流れる。
【００２５】
その後、カッターモータの回転軸に一定の負荷がかかった状態で回ると、カッターモータの電流は正方向に電流を維持しながら８ｄ回り続ける。カッターモータを停止するため、停止指令信号が発生するとトランジスタ７ａおよびトランジスタ７ｃをｏｎ，  トランジスタ７ｂ、トランジスタ７ｄがｏｆｆになり、カッターモータの駆動電流は、負方向にピーク値８ｅののち、カッターモータの駆動電流は０の状態となる。
【００２６】
本発明では、カッターモータの回転時の負荷によりカッターモータの負荷電流が変化することを利用して、カッターが記録紙を切断しているか、空切りしているかを判定するようにする。記録紙がない場合８ｂ１に比べて、記録紙があるとき８ｂ２には可動刃の駆動負荷がかかるため、モータの回転期間に多くの電流を必要とする。
【００２７】
図７において、カッターモータ７は回転時に駆動電流６ｉをカッターモータの駆動電流の検出抵抗９ｓに流す。駆動電流−電圧変換回路９ｂにより、検出抵抗９ｓの両端に発生する電圧をＡ／Ｄ変換器９ｂに出力する。カッターモータ７の駆動電流６ｉは、デジタル値９ｃ＝電流検出抵抗９ｓ×駆動電流６ｉとして紙なし判定部１０へデジタル値９ｃとして読み込まれる。
【００２８】
しかしながら、カッターモータの駆動電流７ｉは起動−回転−停止までの期間においてさまざま変化するが、カッターモータの起動時、停止時のピーク電流は大きな値を持つ上に記録紙の有無に無関係のため、起動時、停止時のピーク電流をデジタル値として読み込む必要は無く、カッターが記録紙を切断している期間のみ電流を読み取るようにするようにしたほうが精度よくデータを取得できる。
【００２９】
図１２は、本発明の紙切断状態の動作フローを示すフロー図である。図１２に示すフローにおいて、カッターの起動時、停止時にピーク電流の発生する期間を避けて記録紙が切断している最中の時間軸の期間のみＣＰＵ１は値をサンプリングするようにする。はじめにカッターモータ駆動回路６に回転指示信号を送る（Ｓ２２１）。カッターモータ７の回転直後にのピーク電流９ａを避けるため、９ｔａの期間待つ（Ｓ２２２）。９ｔａの時間は可動刃が記録紙に届くまでの時間か記録紙を切り始める時間でよい。
【００３０】
次に、Ａ／Ｄ変換器のデジタル出力をサンプリングする（Ｓ２２３）。このサンプリング期間９ｔｂは実機評価により、時間軸の期間を決めてもよい。以降、可動刃を元の位置に復帰するまでカッターモータを回転させる（Ｓ２２４）、カッターモータが最大に開いた付近で停止信号を送る（Ｓ２２５）。
【００３１】
以上のようにして、再び動作フローを図１１において、紙切断状態Ｓ２２においてカッターモータの駆動電流をサンプリングする。プリンタは電流値の判定Ｓ３へ移行する。紙無し判定部１０はサンプリングしたデジタル値により、カッターが空切りしているか、記録紙を切断しているか判定する。
【００３２】
判定方法は、空切りしているときのサンプリング値と記録紙を切っているときのサンプリング値の間に敷居値をあらかじめ設けて於いて、閾値との比較により判断する。サンプリング値の数はいくつでも構わないものとする。判定処理はサンプリング値の最大値と閾値との比較でもよいし、サンプリング値を平均化したデータと閾値との比較でもよい。
【００３３】
たとえば、サンプリングされた平均値と敷居値との比較判断は、（サンプリング値の総和／サンプリング数）＞判定閾値、として上記判定結果が真である場合は紙あり、偽である場合は紙なしと判定する。
【００３４】
この閾値を設定するにあたり、あらかじめプリンタはカッターの刃まで紙送りをして、記録紙を切断し、もう一度空切りすれば、記録紙がある場合と記録紙がない場合のモータ電流の代表値を得ることができる。それぞれの代表値の中間値を閾値として定めても良い。この行為によればカッターの駆動系の計時変化や、温度環境、モータ特性のばらつきによる記録紙がない場合の負荷変動によるデータの変動による影響を軽減できる。
【００３５】
ステップＳ３の判定結果をＣＰＵ１は受け取り、紙づまりと判定した場合Ｓ４へ移行し、ＣＰＵ１は表示部５に紙づまりのエラー表示を行う。この場合、続けて印字行為を行う事はない。ステップＳ３の判定結果が紙づまりでない場合には正常終了し、新たな印字データを待つことになる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、センサを設けず、既存の機構にモータの電流検出を設けるという簡易な仕組みで効果を得られるため、コスト低減、装置の小型化、安定した検出精度の確保に貢献する。紙づまりを早期に検出できることで装置深く記録紙が巻き込むことも事前に防ぐことができるので、ユーザーが容易く紙づまりを対処できる。調理の遅れも最小限に押さえることができる。結果、ユーザーの手間の省力化、店舗の調理遅れの短縮にも貢献する。
【００３７】
また、本発明は、オーダリング装置に用いるプリンタの例をもって説明しているが、サーマルプリンタを使用する機器に広く使用することもできる。小型ＰＯＳ等のような小型機器に本発明を適用すれば、従来は紙づまりのセンサを搬送路に入れ込む必要があり装置の小型化に不利であったが、本発明はセンサを用いないため、新たにそのスペースを確保する必要が無いため、装置の小型化に貢献する。
【００３８】
本発明は小型プリンタに広く使用することができる。インクジェット、インクリボン等を用いたプリンタでもカッターモータで駆動されるカッター備えた装置であればこれを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オーダリング装置の全体構成を示すシステム構成図。
【図２】本発明のプリンタの主要構成部分を示す模式的な構成図。
【図３】従来の紙づまり検出手段を説明する説明図。
【図４】従来の紙づまり検出手段を説明する説明図。
【図５】本発明のプリンタの構成を示す構成図。
【図６】本発明の紙づまり検出手段のブロック図。
【図７】本発明の紙づまり検出手段の具体的な回路ブロック図。
【図８】本発明のカッターの構造を示す構造図。
【図９】駆動制御回路の指令信号とモータの駆動電流波形を説明する説明図。
【図１０】本発明のプリンタの基本的な動作フローを示すフロー図。
【図１１】本発明のプリンタ印字の動作フローを示すフロー図。
【図１２】本発明のプリンタの紙切断状態の動作フローを示すフロー図。
【符号の説明】
１    ＣＰＵ
６    カッターモータ制御部
６ａ  駆動制御回路
６ｂ１〜６ｂ  ４駆動トランジスタ
６ｉ  カッターモータを流れる電流
７  カッターモータ
８  カッター
８ａ  固定刃
８ｂ  可動刃
８ｃ  カッターモータの回転力を伝達する歯車
８ｄ    動刃に回転動作を上下動作に変換するリンク機構
８ｅ  記録紙が入る搬送路
８ｆ  可動刃の動作する方向
８ｇ  歯車の回転する方向
８ｈ  リンク機構の支点
９  電流検出回路
９ａ  バッファ回路
９  Ａ／Ｄ変換器
９ｓ  モータ電流検出用抵抗
１０  紙なし判定部
【図１】
2005007592.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005007592.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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